النفط في المياه المستحلبات
يتكون المستحلب من سائلين غير قابلين للامتزاج ، مشتتين بدقة في بعضهما البعض. بالنسبة لمستحلبات الماء الموجودة في الزيت ، يتم خلط المرحلة الزيتية (المرحلة المشتتة) بالتساوي في الطور المائي (المرحلة المستمرة). المستحلبات بالموجات فوق الصوتية راسخة لإعداد مستحلبات الزيت في الماء والمستحلبات النانوية. تتفوق المستحلبات بالموجات فوق الصوتية عن طريق تشتت القطيرات الموحدة والاستقرار على المدى الطويل وبالتالي يتم استخدامها على نطاق واسع في المختبرات والصناعة.
بالموجات فوق الصوتية النفط في المياه المستحلبات
وتستخدم على نطاق واسع في العديد من المنتجات الاستهلاكية مثل المواد الغذائية والمشروبات ومستحضرات التجميل والمستحضرات الصيدلانية وغيرها ، وكذلك في الصناعة (مثل علم المواد والبوليمرات والدهانات والطلاء والكيمياء الدقيقة الخ).
تعريف مستحلب النفط في الماء
مستحلب النفط في الماء هو خليط يتم فيه نشر مرحلة زيتية في الماء أو سائل مائي آخر. يتم توزيع قطرات صغيرة من الزيت في مرحلة المياه (مرحلة مستمرة) لإنشاء هذا مستحلب النفط في الماء. إذا كان النفط (مرحلة متفرقة) مشتتا في الماء (مرحلة مستمرة)، هو مستحلب النفط في الماء. إذا تم إضافة قطرات الماء إلى مرحلة مستمرة الزيتية، ويسمى مستحلب الماء في النفط.
بالنسبة لمستحلبات الزيت في الماء ، تعتمد جودة المستحلب الناتجة على التركيبة (نسبة الزيت: الماء ، عامل الاستحلاب) وتقنية الاستحلاب. تستخدم المستحلبات بالموجات فوق الصوتية التجويف الصوتي ، والذي يتميز بقوى قص عالية شديدة واضطرابات في السائل. تعمل هذه القوى شديدة الشدة على تعطيل مرحلتي السائل غير القابل للامتزاج إلى قطرات دقيقة وتخلطهما بشكل موحد مع بعضهما البعض. يمكن للاستحلاب بالموجات فوق الصوتية أن يولد بسهولة جزيئات بحجم النانو بأحجام قطرات تصل إلى 10 نانومتر. حجم القطرة الصغير جدا والتوزيع المتجانس ، حتى حجم القطرة للمستحلبات المعدة بالموجات فوق الصوتية يحول الصوتنة إلى تقنية الاستحلاب المفضلة.
يمكن إنتاج مستحلبات نانوية واضحة ومستقرة على المدى الطويل بشكل موثوق عن طريق الصوتنة.
يصمم المنحنى توزيع القطيرات على نطاق النانو لمستحلب نانوي مشتت بالموجات فوق الصوتية من الزيت في الماء. يتكون هذا المستحلب بالموجات فوق الصوتية من زيت النعناع الأساسي المستحلب في مرحلة مائية مستمرة.
فوائد المستحلب بالموجات فوق الصوتية
Ultrasonic مستحلب تتفوق تقنيات مستحلب أخرى مثل التجانس الضغط العالي، والاختلاط عالية القص وmicrofluidization من الكفاءة، وإنتاج متسقة من قطرات نانو، عالية مستحلب الاستقرار والقدرة على علاج أي حجم من أنابيب صغيرة وقارب إلى تيارات كبيرة.
على سبيل المثال ، أظهر لي و شيانغ (2019) في دراستهما المقارنة عن التجانس عالي الضغط و استحلاب الموجات فوق الصوتية أن الغلة ultrasonication في مستحلبات أكثر اتساقا واستقرارا. ويبدو أن التجميع في مستحلبات زيت جوز الهند في الماء فقط بعد تعرضه لتجانس الضغط العالي، في حين أن المستحلب الذي أدلى به المستحلب بالموجات فوق الصوتية ظلت مستقرة خلال 30 يوما التخزين.
بالمقارنة مع الانفعالات الميكانيكية، تم العثور على مستحلبات أعدتها تقنية الموجات فوق الصوتية لتكون أكثر استقرارا لمدة أطول من الوقت بالمقارنة مع مستحلبات التي أعدتها الانفعالات الميكانيكية التي يمكن أن تعزى إلى حجم قطرة صغيرة والتي استقرت حراريا. تقنية الموجات فوق الصوتية تعطي مستحلبات أكثر استقرارا من طريقة الانفعالات الميكانيكية التقليدية. (را. رامسيتي وشيامندر، 2011)
أوسوليفان وآخرون (2015) تظهر في دراستهم أن استحلاب الموجات فوق الصوتية أسفرت باستمرار مستحلبات submicron (أقل من 200 نانومتر). ومع ذلك، يمكن تحقيق مستحلبات نانو مع حجم قطرات موحدة من 10nm بسهولة وموثوق بها في ظل ظروف محسنة. حجم قطرات من المستحلبات المنتجة بالموجات فوق الصوتية هو وظيفة من وقت المعالجة والسعة بالموجات فوق الصوتية لكل من دفعة والمعالجة المستمرة.
- عملية عالية الكفاءة
- دون ميكرون ونانو قطرات
- توزيع موحد لحجم القطرات
- نتائج يمكن استنساخه
- لأي وحدة تخزين
- يمكن التحكم بدقة
- خطي قابل للتحجيم
- آمنة وسهلة التشغيل
إعداد بالموجات فوق الصوتية من النفط في الماء (O / W) مستحلب (الماء الأحمر / النفط الأصفر). بضع ثوان من سونيكيشن بدوره منفصلة المياه / مراحل النفط في مستحلب غرامة.
مبدأ العمل من المستحلب بالموجات فوق الصوتية
يستند إنتاج الموجات فوق الصوتية من المستحلبات ومحلبات نانو (مثل النفط في الماء والمياه في الزيوت المستحلبات) على مبدأ العمل من التجويف الصوتي. من أجل خلق التجويف الصوتية، وارتفاع كثافة، يتم إنشاء الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد بواسطة محول الموجات فوق الصوتية وينتقل عن طريق القرن بالموجات فوق الصوتية والتحقيق (سونوترودي) في السائل. يعتبر الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة الموجات فوق الصوتية في نطاق 16-30 كيلو هرتز. ويتسع المسبار بالموجات فوق الصوتية ويتعاقد معه على سبيل المثال، عند 20 كيلو هرتز، مما ينقل على التوالي 000 20 اهتزاز في الثانية إلى الوسط. عندما الموجات فوق الصوتية السفر من خلال السائل، بالتناوب الضغط العالي (ضغط) / الضغط المنخفض (rarefaction / توسيع) دورات خلق تجاويف دقيقة (فقاعات فراغ)، والتي تنمو على مدى عدة دورات الضغط. خلال مرحلة ضغط السائل والفقاعات ، يكون الضغط إيجابيًا ، في حين أن مرحلة الندرة تنتج فراغًا (ضغط سلبي). خلال دورات الضغط- التوسع، تجاويف في السائل تنمو حتى تصل إلى حجم، والتي لا يمكن أن تمتص المزيد من الطاقة. عند هذه النقطة، أنها تنهار بعنف. الانفجار الداخلي لتلك التجاويف النتائج في مختلف الآثار ذات النشاط الشديد، والتي تعرف باسم ظاهرة التجويف الصوتية / بالموجات فوق الصوتية. يتميز التجويف الصوتي بتأثيرات متعددة ذات حيوية عالية، والتي تؤثر على الأنظمة السائلة السائلة والسائلة الصلبة والغازية. ومن المعروف أن المنطقة كثيفة الطاقة أو منطقة التجويف كما يسمى منطقة الساخنة بقعة، والتي هي الأكثر كثافة الطاقة في المنطقة المجاورة للمسبار بالموجات فوق الصوتية وينخفض مع زيادة المسافة من سونوترودي. الخصائص الرئيسية للتجويف بالموجات فوق الصوتية تشمل محليا تحدث درجات الحرارة العالية جدا والضغوط والتباينات كل منهما، والاضطرابات، وتدفق السائل. أثناء انهيار تجاويف الموجات فوق الصوتية في البقع الساخنة بالموجات فوق الصوتية، يمكن قياس درجات الحرارة التي تصل إلى 5000 كلفن، والضغوط تصل إلى 200 الغلاف الجوي والطائرات السائلة مع ما يصل إلى 1000km / ساعة. تساهم هذه الظروف القوية للطاقة المعلقة في التأثيرات السونومية التي تكثف العمليات من خلال الخلط والتشتت و المستحلب بشكل فعال للغاية. قوى القص بالموجات فوق الصوتية ، وتدفق السائل والاضطرابات يعطل قطرات ويمزجها بشكل موحد مع بعضها البعض. الموجات فوق الصوتية عالية الأداء تنتج موثوق نانو قطرات مع توزيع حجم موحد. وهذا يجعل مستحلب بالموجات فوق الصوتية الطريقة المفضلة لإعداد مستحلبات النفط في الماء / مستحلبات نانو مع استقرار مستحلب عالية والعمر الافتراضي.
إعداد واضحة نانو الحجم النفط في الماء (O / W) مستحلب مع ultrasonicator UP400St
آثار كثافة الموجات فوق الصوتية على جودة المستحلب
تتميز نوعية المستحلب بشكل رئيسي باستقراستقرائه. بدوره، استقرار مستحلب هو عامل من توزيع حجم القطرات وصياغة مستحلب.
كثافة الموجات فوق الصوتية، أي السعة ومدة صوتنة، هي العوامل الهامة التي تؤثر على نوعية مستحلب الحصول عليها.
في البحوث، وينقسم استحلاب بالموجات فوق الصوتية إلى مرحلتين: خلال الخطوة الأولى، مزيج من موجات بين الوجهين و Rayleigh تايلور عدم الاستقرار يحدث، مما تسبب في اندلاع قطرات المرحلة مشتتة في المرحلة المستمرة.
خلال الخطوة الثانية ، يتم تقسيم القطرات من خلال التجويف الصوتي بالقرب من مراحل حدود القطيرات. تولد الآثار الشديدة لتعطيل القطيرات والاختلاط الناجم عن موجات صدمة التجويف أحجام قطرات صغيرة جدا. شدة الموجات فوق الصوتية ، والسعة ، ووقت صوتنة هي المسؤولة عن التأثير الذي تم الحصول عليه من التجويف وبالتالي المعلمات الأكثر تأثيرا فيما يتعلق استحلاب غرامة الحجم. Hielscher الفوق صوتيات الصناعية المعالجات بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تقدم السعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة.
مستحلبات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء
مستحلب بالموجات فوق الصوتية هو تكنولوجيا معالجة موثوق بها، مما يسهل ويسرع إنتاج مستحلبات عالية الجودة مع submicron ونانو الحجم قطرات. Hielscher الفوق صوتيات محفظة يغطي مجموعة كاملة من الموجات فوق الصوتية مختبر مدمجة إلى النظم الصناعية لتطبيقات استحلاب. هذا يسمح لنا في Hielscher أن نقدم لكم ultrasonicator الأكثر ملاءمة لجودة مستحلب الخاص المتوخاة والقدرة العملية. سوف موظفينا ذوي الخبرة منذ فترة طويلة مساعدتك من اختبارات الجدوى وتحسين العملية إلى تثبيت نظام الموجات فوق الصوتية الخاصة بك على مستوى الإنتاج النهائي.
صغيرة القدم طباعة من النازعات بالموجات فوق الصوتية لدينا، فضلا عن تعدد استخدامات في خيارات التثبيت جعلها تناسب حتى في مرافق معالجة الفضاء الصغير. يتم تثبيت المعالجات بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم في الأغذية والأدوية ومرافق إنتاج المكملات الغذائية.
HIELSCHER الفوق – أنظمة مستحلب متطورة
Hielscher الفوق صوتيات مجموعة المنتجات يغطي مجموعة كاملة من مستحلبات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من الصغيرة إلى نطاق واسع. الملحقات الإضافية تسمح لتجميع سهلة من تكوين الجهاز بالموجات فوق الصوتية الأكثر ملاءمة لعملية استحلاب الخاص بك. الإعداد بالموجات فوق الصوتية الأمثل يعتمد على القدرة المتوخاة، وحجم، والمواد الخام، دفعة أو عملية مضمنة والجدول الزمني.
الدفعة والمضمون
Hielscher المستحلبات بالموجات فوق الصوتية يمكن استخدامها لدفعة وتدفق مستمر من خلال المعالجة. تجهيز الدفعات بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار العملية، والتحسين ومستوى الإنتاج الصغيرة إلى متوسطة الحجم. لإنتاج كميات كبيرة من المستحلبات، قد يكون تجهيز مضمنة أكثر فائدة. تتطلب عملية المزج المضمّن المستمر إعدادًا متطورًا – تتكون في مضخة، خراطيم أو أنابيب وخزانات - ، لكنه فعال للغاية وسريع ويتطلب العمل أقل بكثير. Hielscher الفوق صوتيات لديها الإعداد المستحلب الأكثر ملاءمة لحجم مستحلب الخاص بك وأهداف العملية.
المسابير بالموجات فوق الصوتية والمفاعلات لزحل في أي حجم
Hielscher الفوق صوتيات مجموعة المنتجات يغطي الطيف الكامل من المعالجات بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية مختبر مدمج على مقاعد البدلاء أعلى وأنظمة تجريبية لمعالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل مع القدرة على معالجة حمولة الشاحنة في الساعة. مجموعة كاملة من المنتجات يسمح لنا أن نقدم لكم المستحلب بالموجات فوق الصوتية الأكثر مناسبة ل وسعة العملية الخاصة بك وأهداف الإنتاج.
أنظمة سطح المقعد بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار الجدوى وتحسين العملية. إن التوسع الخطي القائم على بارامترات العمليات الراسخة يجعل من السهل جداً زيادة قدرات المعالجة من الأراضي الصغيرة إلى الإنتاج التجاري بالكامل. يمكن القيام به حتى-- توسيع إما عن طريق تثبيت وحدة أكثر قوة مستخرج الموجات فوق الصوتية أو تجميع عدة ultrasonicators في موازاة. مع UIP16000، Hielscher يقدم المستحلب بالموجات فوق الصوتية أقوى في جميع أنحاء العالم.
السعات التي يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على أفضل النتائج
جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher هي التي يمكن التحكم فيها بدقة، وبالتالي يمكن الاعتماد عليها الخيول العمل في الإنتاج. السعة هي واحدة من معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر على كفاءة وفعالية استحلاب الموجات فوق الصوتية 
السعة هي عامل حاسم ، مما يؤثر على جودة الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية بشكل حاسم. جميع معالجات Hielscher Ultrasonics تسمح بالإعداد الدقيق للسعة. Sonotrodes وأبواق التعزيز هي الملحقات التي تسمح لتعديل السعة في نطاق أوسع. يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية Hielscher تقديم سعات عالية جدا وتقديم كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات الصعبة. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7.
إعدادات السعة الدقيقة والرصد الدائم للمعلمات عملية الموجات فوق الصوتية عبر البرامج الذكية تعطيك إمكانية لعلاج مستحلب الخاص بك مع الظروف بالموجات فوق الصوتية الأكثر فعالية. صوتنة الأمثل للحصول على أفضل نتائج استحلاب!
متانة معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية يسمح لعملية 24/7 في الثقيلة وفي بيئات تطالب. وهذا يجعل معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية أداة عمل موثوقة تفي بمتطلبات استحلابك.
اختبار سهل، خال من المخاطر
يمكن أن تكون عمليات الموجات فوق الصوتية تحجيم خطي تماما. وهذا يعني أن كل نتيجة التي كنت قد حققت باستخدام مختبر أو أوفوق أوفوق الموناتوتور أعلى مقاعد البدلاء، يمكن تحجيمها إلى بالضبط نفس الإخراج باستخدام المعلمات العملية نفسها بالضبط. وهذا يجعل ultrasonication مثالية لاختبار الجدوى خالية من المخاطر، وتحسين العملية والتنفيذ اللاحقة في التصنيع التجاري. اتصل بنا لمعرفة كيف يمكن sonication تحسين إنتاج مستحلب الخاص بك.
أعلى جودة – تم تصميمها وتصنيعها في ألمانيا
باعتبارها الأعمال التي تديرها عائلة و، Hielscher يعطي الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجات الموجات فوق الصوتية. جميع أوفوق الصوتيات مصممة، وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين، ألمانيا. قوة وموثوقية معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية تجعل من حصان عمل في الإنتاج الخاص بك. 24/7 عملية تحت حمولة كاملة وفي بيئات تطالب هي سمة طبيعية من خلاطات Hielscher عالية الأداء.
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:
| دفعة حجم | معدل المد و الجزر | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500ML | 10 إلى 200ML / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000ML | 20 إلى 400ML / دقيقة | Uf200 ः ر، UP400St |
| 00.1 إلى 20L | 00.2 إلى 4L / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L / دقيقة | UIP4000hdT |
| زمالة المدمنين المجهولين | 10 إلى 100L / دقيقة | UIP16000 |
| زمالة المدمنين المجهولين | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية لخلط التطبيقات، تشتت، استحلاب واستخراج على المختبر، والطيارية ومقياس الصناعية.
الأدب / المراجع
- O’Sullivan, Jonathan; Murrayc, Brian; Flynn, Cal; Norton, Ian (2015): Comparison of batch and continuous ultrasonic emulsification processes. Journal of Food Engineering Volume 167, Part B, Dec. 2015. 114-121.
- Li, Yujie; Xiang, Dong (2019): Stability of oil-in-water emulsions performed by ultrasound power or high-pressure homogenization. PlosOne March 8, 2019.
- Ramisetty, Kiran A.; Shyamsunder R. (2011): Effect of Ultrasonication on Stability of Oil in Water Emulsions. International Journal of Drug Delivery 3, 2011. 133-142.
حقائق تستحق العلم
ما هو الفرق بين النفط في الماء والمياه في النفط المستحلبات؟
الفرق الأساسي بين مستحلب الزيت في الماء والماء في الزيت هو تكوين التعليق. يمكن أن تكون المستحلبات إما زيتا في الماء أو ماء في زيت. من الناحية الفنية ، عند توليد مستحلبات الزيت في الماء مقابل مستحلبات الماء في الزيت ، يتم خلط مرحلة واحدة (تعرف باسم المرحلة المشتتة) في المرحلة الأخرى (المرحلة المستمرة). بعبارة أخرى، يعمل أحد السوائل كنوع من القاعدة التي يضاف إليها سائل آخر. عندما يكون المستحلب "زيتا في الماء" ، فإن الزيت هو المرحلة المشتتة التي يتم توزيعها في الطور المستمر ، الماء. في مستحلب الماء في الزيت ، يتم تبديل الأدوار. الحليب هو مثال على مستحلب الزيت في الماء ، في حين أن الزبدة هي ماء في زيت.
يعد اختيار عوامل الاستحلاب عاملا مهما ، مما يؤثر على جودة واستقرار كل من مستحلبات الزيت في الماء والماء في الزيت. على الرغم من أن بعض المستحلبات بحجم النانو يمكن أن تكون مستقرة بشكل طبيعي ، إلا أن معظم المستحلب لا يكون مستقرا بشكل طبيعي على مدى فترات زمنية أطول. لذلك ، يجب تصميم التركيبة بعناية لإنشاء تشتت مع فترة صلاحية محسنة. ليس كل عامل استحلاب متوافق مع أي نوع من المستحلبات. قد يسهل عامل الاستحلاب ذو الذوبان الجيد في الماء مستحلب الزيت في الماء بشكل أفضل من الماء في الزيت ، في حين أن المستحلب ذو الذوبان الجيد في الزيت قد يعمل بشكل أفضل مع مستحلبات الماء في الزيت.
اقرأ المزيد عن تقنية الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية لإعداد مستحلبات بيكرينغ!